1. Fasen en Faseovergangen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2

1. Fasen en Faseovergangen

Planning vandaag

• Fasen
• Fase-overgangen
  
• Deeltjes
• Tijd voor huiswerk

Fasen

Er zijn drie vormen waarin water en vele andere stoffen in voor kunnen komen. Dit worden de fasen van de stof genoemd. De drie fasen zijn: vast (S, solid),

vloeibaar (L, liquid) en gas (G.)

Bij water noemen we deze vormen ijs, water en waterdamp. De laatste term is wat verwarrend, want hij wordt vaak gebruikt voor de zichtbare nevel van water (boven hete kop thee bijvoorbeeld). Wanneer je het dan over waterdamp hebt, heb je het over hele kleine druppeltjes water die als 'mist' zichtbaar in de lucht zweven. Het is dus eigenlijk de vloeibare fase, maar in hele fijne verneveling. 'Echte' waterdamp is gasvormig en dus onzichtbaar.

Fasen bij water

Fasen - Vast

Vaste stof (S)

Als je een rechthoekige steen in een ronde bak legt, verandert de vorm niet, de steen wordt niet rond. Eensteen heeft dus een eigen vorm. Stoffen met een eigen vorm heten vaste stoffen. Voorbeelden van vaste stoffen zijn: steen, hout, staal en glas.

Vaste stoffen hebben een eigen vorm, volume en zijn niet samen te persen.

Eigenschappen vaste stof:

✓ Een vaste stof heeft een eigen vorm

✓ Een vaste stof heeft een eigen volume

✓ Een vaste stof kan niet worden samengeperst.

Fasen - Vloeibaar

Vloeistof (L)

Niet alles wat je kunt schenken is een vloeistof. Denk maar aan zand, dat kun je schenken, maar dat is geenvloeistof. Als je zand schenkt blijft er een hoopje liggen, dus zand is een vaste stof. 

Dit zal je nooit zien bij water. Als je water op de grond morst, wordt het een plasje. Het neemt dus de vorm aan van de vloer. Schenk je een vloeistof in een vaas dat neemt het de

vorm aan van die vaas. Een vloeistof neemt dus de vorm aan waar je het in schenkt.

Bij een vloeistof is de bovenkant altijd horizontaal. Een vloeistof heeft dus altijd een  horizontale  vloeistofspiegel. Een volle plastic fles met water kun je niet samenpersen. Al pers je nog zo hard, het volume van het water wordt niet kleiner.  Een vloeistof kun je dus niet samenpersen.

Vloeistoffen hebben en vast volume, geen eigen vorm, zijn niet samen te persen en hebben altijd een horizontale vloeistofspiegel.

Eigenschappen vloeistof:

✓ Een vloeistof heeft geen eigen vorm

✓ Een vloeistof heeft een vast volume

✓ Een vloeistof is niet samen te persen

✓ Een vloeistof heeft een horizontale vloeistofspiegel

Fasen - Gas

https://www.youtube.com/watch?v=o-kZS40ITY8

Gas (g)

Gas is één van de fasen waarin een stof zich kan bevinden. In een gas hebben de moleculen van een stof

zoveel warmte opgenomen dat ze los van elkaar gaan bewegen en zich verspreiden in de ruimte die ze tot hun beschikking hebben. 

In lucht is altijd wel een beetje waterdamp aanwezig. In sommige gevallen is het nodig precies te weten hoe groot de vochtigheid van de lucht is. Als bijvoorbeeld de lucht in een bibliotheek te vochtig is, kunnen de boeken gaan schimmelen. Om de hoeveelheid waterdamp in de lucht te meten, gebruik je een hygrometer.

Eigenschappen gas:

✓ Een gas heeft geen eigen vorm

✓ Een gas heeft een geen vast volume

✓ Een gas is samen te persen

Welke fase is het water bij A en B ?

Bij A is het gasvormig. Wanneer water gasvormig is zie je het niet. Hier zie je niets dus daarom weet je dat het gasvormig is daar

Bij B is het vloeibaar. Het zijn hele kleine zwevende waterdruppeltjes. Het gasvormig water bij A koelde af en werd vloeibaar bij B

Fasen bij water

Symbolen Fasen

Symbolen Fasen

Gass

G

Solid

S

Liquid

L

Fasen-overgangen, ken je ze al?

https://www.youtube.com/watch?v=1htuj5TmCJs

Kan je nog een voorbeeld noemen van condenseren?

Welke fasen hebben hiermee te maken?

Fasen-overgangen, ken je ze al?

Rijpen

Fasen-overgangen

Smelten

In de winter is het schaatsen voorbij als het gaat dooien. De temperatuur komt dan boven de 0 graden Celsius en het ijs wordt vloeibaar. Smelten is een overgang van de ene naar de andere fase, in dit geval van vast naar vloeibaar. Elke stof heeft een eigen smeltpunt  (stofeigenschap). Zo is het smeltpunt van ijs 0 graden Celsius en van goud 1064 graden Celsius.

✓ Smelten is de overgang van de vaste fase naar de vloeibare fase.

✓ Het smeltpunt is de temperatuur waarbij een vaste stof vloeibaar wordt.

✓ Voor smelten moet je warmte toevoeren.

Verdampen

Vloeibaar water kan ook gasvormig worden (waterdamp). Deze fase-overgang noemen we verdampen. Ook bij

andere stoffen heet de overgang van vloeibaar naar gas, verdampen. Als een vloeistof kookt, ontstaan overal in

de vloeistof belletjes. deze belletjes bestaan uit de damp van de vloeistof. Elke vloeistof heeft zijn eigen kookpunt. Zo is het kookpunt van water 100 graden Celsius en dat van alcohol 78 graden Celsius. Het kookpunt is dus een stofeigenschap.

✓ Verdampen is de overgang van de vloeibare fase naar de gasvormige fase.

✓ Het kookpunt is de hoogste temperatuur die een vloeistof kan hebben.

✓ Voor verdampen moet je warmte toevoeren.

Faseovergangen, opwarmen : Smelten & Verdampen

Condenseren

In Als een ruit beslaat, komen er kleine waterdruppeltjes op de ruit (condens). De overgang van waterdamp naar vloeibaar water noemen we condenseren. Ook bij andere stoffen die van gasvormig naar vloeibaar gaan noemen we de fase-overgang condenseren. 

✓ Condenseren is de overgang van de gasvormige fase naar de vloeibare fase.

✓ Voor condenseren moet je warmte afvoeren.

Stollen

Je kunt vloeibaar water ook zo ver afkoelen, dat het bevriest. Bij andere vloeistoffen heet dit niet bevriezen,

maar stollen. Stollen gebeurt bij dezelfde temperatuur als smelten.

✓ Stollen is de overgang van de vloeibare fase naar de vaste fase.

✓ Voor stollen moet je warmte afvoeren.

Faseovergangen, afkoelen: Condenseren en Stollen

Sublimeren

Zeep kun je ruiken. Dit is zeep in de gasvormige fase. De zeep is niet gesmolten, maar direct van vast naar gas

over gegaan. Deze fase-overgang heet sublimeren of vervluchtigen.

✓ Sublimeren is de overgang van de vaste fase naar de gasvormige fase.

✓ Voor sublimeren moet je warmte toevoeren.

Rijpen

In de winter zijn de bomen en het gras wel eens bedekt met witte ijskristallen, zonder dat het gesneeuwd heeft. Dit komt doordat de waterdamp uit de lucht vast wordt. De fase-overgang van gas naar vast noemen we rijpen.

✓ Rijpen is de overgang van de gasvormige fase naar de vaste fase.

✓ Voor rijpen moet je warmte afvoeren.

Faseovergangen: Sublimeren en Rijpen

Rijpen

Rijpen

Deeltjes

Deeltjes

Samenvattend - Fasen en fasenovergangen

Eigenschappen vaste stof:

✓Een vaste stof heeft een eigen vorm

✓Een vaste stof heeft een eigen volume

✓Een vaste stof kan niet worden samengeperst.

Eigenschappen vloeistof:

✓Een vloeistof heeft geen eigen vorm

✓Een vloeistof heeft een vast volume

✓Een vloeistof is niet samen te persen

✓Een vloeistof heeft een horizontale vloeistofspiegel

Eigenschappen gas:

✓ Een gas heeft geen eigen vorm

✓ Een gas heeft een geen vast volume

✓ Een gas is samen te persen

Verwerkingsvragen

Dit is huiswerk

In SOM kan je vinden wanneer dit af moet zijn

De groene vragen zijn optioneel

Vraag 1:
Geef aan wat er op de plek van alle getallen moet komen.

Vraag 2
Hoe noemt men de fase-overgang waarbij je benzine kunt ruiken?

1. Vast
2. Gas
3. Vervluchtigen of sublimeren
4. Verdampen

Vraag 3
Hoe noemt men de fase-overgang als je natte kleren laat drogen in de wasdroger?

1. Vloeibaar
2. Smelten
3. Verdampen
4. Gas

Vraag 4
In welke fase is water als het ijs is?

1. Vast
2. Voeibaar
3. Gasvormig

Vraag 5

Bekijk welke fase de stof (GEEL) is en sleep het naar de fase (ROOD)

Vast

Vloeibaar

Gas

regen

rijp

mist

hagel

sneeuw

Vraag 6
Hoe noemt men de fase-overgang waarbij alle bomen 's morgens bedenkt zijn met ijskristallen

1. Vervluchtigen of sublimeren
2. Smelten
3. Verdampen
4. Rijpen

Vraag 7
De vaste fase korten we af met de hoofdletter

1. S
2. V
3. L
4. G

Vraag 8
Voor gassen geldt:

1. Gassen hebben een vaste vorm
2. Gassen zijn niet samen te persen
3. Gassen hebben een vast volume
4. Geen van de antwoorden zijn goed

Vraag 9
De fase-overgang waarbij vast water gasvormig wordt, noemt men in de natuurkunde rijpen.

1. Waar
2. Niet waar

Vraag 10
Moleculen bewegen het langzaamst in welke fase?

1. Vaste
2. Vloeibare
3. Gasvormige

Vraag 11
In welke fase is de dichtheid van een stof het kleinst?

1. vaste fase
2. vloeibare fase
3. gasfase
4. altijd even groot

Vraag 12
In welke fase is het zand van een zandkasteel?

1. S
2. L
3. G

Vraag 13
In welke fase is een sneeuwpop

1. S
2. L
3. G

Vraag 14
Voor stollen moet je warmte toevoeren.

1. Waar
2. Niet waar

Vraag 15
Voor rijpen moet je warmte toevoeren.

1. Waar
2. Niet waar

Vraag 16
Voor een vloeistof geldt:

1. Heeft een eigen vorm
2. Kun je samenpersen
3. Heeft een vast volume
4. Geen van de antwoorden is juist

Vraag 17
De hoeveelheid waterdamp in de lucht kun je meten met een:

1. Barometer
2. Weegschaal
3. Thermometer
4. Hygrometer

Vraag 18
Als je de temperatuur verlaagt, kan de volgende fase-overgang ontstaan:

1. Rijpen
2. Smelten
3. Sublimeren
4. Verdampen

Vraag 19
Vul in:
Water bevindt zich in de ………………….. fase als het als wolken in de lucht hangt.

Vraag 20
In welke fase bevind de waterdamp uit de uitlaat zich bij plek A?

Vraag 21
In welke fase bevind de waterdamp uit de uitlaat zich bij plek B?

Vraag 22
Welke faseovergang vond er plaats tussen A en B?
Komt dit door opwarmen of afkoelen?

Vraag 23
Met welke fase-overgang heb je te maken als je ziet
dat het waterniveau in een pan daalt terwijl je de bonen kookt?

Vraag 24
Met welke fase-overgang heb je te maken als je ’s
morgens de gordijnen open doet en druppeltjes aan
de binnenkant van het raam ziet zitten?

Vraag 25
Met welke fase-overgang heb je te maken als een
koud glas frisdrank aan de buitenkant beslaat?

Antwoorden open vragen

Vraag 1:

1. Vast (s)

2. Gas (g)

3. smelten

4. stollen

5. verdampen

6. condenseren

7. sublimeren/vervluchtigen

8. rijpen

Vraag 19

vloeibare

Vraag 20

gasvormig

Vraag 21

vloeibaar

Vraag 22

condenseren, door afkoelen

Vraag 23

Verdampen

Vraag 24

condenseren

Vraag 25

Condenseren